王國泰，張士林，楊凱斌

（中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 鐵道建筑研究所，北京 100081）

1 工程概況

濟(jì)鄭高鐵濮鄭段線路全長197.28 km，為雙線客運(yùn)專線，正線設(shè)計(jì)速度為350 km/h。本工程正線路基長19.036 km，占線路總長的9.65%。路基基床由基床表層和基床底層構(gòu)成?；脖韺雍穸葹?.4 m，基床底層厚度為2.3 m?；脖韺硬捎眉?jí)配碎石填筑；基床底層采用A、B組填料或改良土填筑；基床以下路堤采用A、B組填料和C組碎石、礫石類填料填筑。

無砟軌道路基動(dòng)力性能現(xiàn)場測(cè)試主要技術(shù)設(shè)備及系統(tǒng)包含：動(dòng)變形測(cè)試模塊，高精度位移計(jì)+數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)；振動(dòng)加速度測(cè)試模塊，振動(dòng)加速度傳感器+數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)［1-5］。主要測(cè)試內(nèi)容包括路堤及路橋過渡段的動(dòng)變形和振動(dòng)加速度。無砟軌道路基測(cè)試橫斷面見圖1，無砟軌道路基過渡段傳感器布置見圖2。

圖1 無砟軌道路基測(cè)試橫斷面

圖2 無砟軌道路基過渡段傳感器布置

依據(jù)TB 10761—2013《高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》第5.0.2條，無砟軌道路基動(dòng)力性能評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為：路基動(dòng)變形最大值不得大于0.22 mm，路基振動(dòng)加速度最大值不得大于10 m/s2。

2 動(dòng)力性能現(xiàn)場測(cè)試數(shù)據(jù)變化規(guī)律

根據(jù)濟(jì)鄭高鐵濮鄭段路基結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇路堤及路橋過渡段路基結(jié)構(gòu)檢測(cè)工點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)變化規(guī)律分析。路基動(dòng)力性能檢測(cè)工點(diǎn)見表1。

表1 路基動(dòng)力性能檢測(cè)工點(diǎn)

2.1 動(dòng)變形

主要分析動(dòng)車組對(duì)濟(jì)鄭高鐵濮鄭段上行正線測(cè)試速度等級(jí)為 180、200、220、240、260、280、300、310、320、330、340、350、360 km/h的數(shù)據(jù)。動(dòng)車組每節(jié)車廂取1個(gè)峰值，行車方向以小里程向大里程方向?yàn)檎颉?/p>

2.1.1 路橋過渡段

路橋過渡段橋臺(tái)端主要測(cè)試底座邊緣路基表面的動(dòng)變形。動(dòng)車組以不同速度通過時(shí)，每節(jié)車動(dòng)變形與列車速度關(guān)系見圖3、圖4，路橋過渡段為橋梁小里程方向。由圖3、圖4可知：隨著速度級(jí)的增加路橋過渡段橋臺(tái)端動(dòng)車組正方向行駛時(shí)的動(dòng)變形，較動(dòng)車組反方向行駛時(shí)的數(shù)據(jù)較大，并且呈現(xiàn)較小的增大趨勢(shì)。

圖3 路橋過渡段橋臺(tái)端動(dòng)變形

圖4 路橋過渡段橋臺(tái)端正反向動(dòng)變形最大值對(duì)比

動(dòng)車組通過時(shí)，路橋過渡段基床動(dòng)變形測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表2 路橋過渡段橋臺(tái)端基床動(dòng)變形測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果mm

路橋過渡段路基端主要測(cè)試底座邊緣路基表面的動(dòng)變形。動(dòng)車組以不同速度通過時(shí)，每節(jié)車動(dòng)變形與列車速度關(guān)系見圖5、圖6。路橋過渡段為橋梁小里程方向，由圖5、圖6可知：隨著速度級(jí)的增加，路橋過渡段路基端動(dòng)車組正方向行駛時(shí)的動(dòng)變形較之動(dòng)車組反方向行駛時(shí)的數(shù)據(jù)基本一致，且無明顯變化趨勢(shì)。

圖5 路橋過渡段路基端動(dòng)變形

圖6 路橋過渡段路基端正反向動(dòng)變形最大值對(duì)比

動(dòng)車組通過時(shí)，路橋過渡段路基端基床動(dòng)變形測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

表3 路橋過渡段路基端基床動(dòng)變形測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果mm

2.1.2 路堤

路堤斷面一主要測(cè)試底座邊緣路基表面的動(dòng)變形。動(dòng)車組以不同速度通過時(shí)，每節(jié)車動(dòng)變形與列車速度關(guān)系見圖7、圖8。隨著速度級(jí)的增加路堤斷面一動(dòng)車組正方向行駛時(shí)的動(dòng)變形較之動(dòng)車組反方向行駛時(shí)的數(shù)據(jù)較大，并且呈現(xiàn)較小的減少趨勢(shì)。

圖7 路堤斷面一動(dòng)變形

圖8 路堤斷面一正反向動(dòng)變形最大值對(duì)比

動(dòng)車組通過時(shí)，路堤斷面二基床動(dòng)變形測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。

表4 路堤斷面二基床動(dòng)變形測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 mm

路堤斷面二主要測(cè)試底座邊緣路基表面的動(dòng)變形。動(dòng)車組以不同速度通過時(shí)，每節(jié)車動(dòng)變形與列車速度關(guān)系見圖9、圖10。隨著速度級(jí)的增加路堤斷面二動(dòng)車組正方向行駛時(shí)的動(dòng)變形較之動(dòng)車組反方向行駛時(shí)的數(shù)據(jù)較大，且正反向無明顯變化趨勢(shì)。

圖9 路堤斷面二動(dòng)變形

圖10 路堤斷面二正反向動(dòng)變形最大值對(duì)比

動(dòng)車組通過時(shí)，路堤斷面二基床動(dòng)變形測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5。

表5 路堤斷面二基床動(dòng)變形測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 mm

2.2 振動(dòng)加速度

主要分析動(dòng)車組對(duì)濟(jì)鄭高鐵濮鄭段上行正線測(cè)試速度等級(jí)為180、200、220、240、260、280、300、310、320、330、340、350、360 km/h的數(shù)據(jù)。動(dòng)車組每一趟車取1個(gè)峰值，行車方向以小里程向大里程方向?yàn)檎颉?/p>

2.2.1 路橋過渡段

路橋過渡段主要測(cè)試底座邊緣路基表面的振動(dòng)加速度。動(dòng)車組以不同速度通過時(shí)，振動(dòng)加速度與列車速度關(guān)系見圖11、圖12。路橋過渡段為橋梁小里程方向，由圖11、圖12可知：隨著速度級(jí)的增加路橋過渡段動(dòng)車組正方向行駛時(shí)的振動(dòng)加速度較之動(dòng)車組反方向行駛時(shí)的數(shù)據(jù)較大，且正反向均有增大趨勢(shì)。

圖11 路橋過渡段振動(dòng)加速度

圖12 路橋過渡段正反向振動(dòng)加速度最大值對(duì)比

動(dòng)車組通過時(shí)，路橋過渡段基床振動(dòng)加速度測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表6。路橋過渡段橋臺(tái)端基床振動(dòng)加速度最大值3.0 m/s2，路橋過渡段路基端基床振動(dòng)加速度最大值1.7 m/s2，路基面振動(dòng)加速度小于限值10 m/s2。

表6 路橋過渡段基床振動(dòng)加速度統(tǒng)計(jì)表 m/s2

2.2.2 路堤

路堤主要測(cè)試底座邊緣路基表面的振動(dòng)加速度。動(dòng)車組以不同速度通過時(shí)，振動(dòng)加速度與列車速度關(guān)系見圖13、圖14。由圖13、圖14可知：隨著速度級(jí)的增加路堤動(dòng)車組正方向行駛時(shí)的振動(dòng)加速度較之動(dòng)車組反方向行駛時(shí)的數(shù)據(jù)較大，且正反向均有增大趨勢(shì)。

圖13 路堤振動(dòng)加速度

圖14 路堤正反向振動(dòng)加速度最大值對(duì)比

動(dòng)車組通過時(shí)，路堤基床振動(dòng)加速度測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表7。路堤斷面一基床表面振動(dòng)加速度最大值3.8 m/s2，路堤斷面二基床表面振動(dòng)加速度最大值2.3 m/s2，路基面振動(dòng)加速度小于限值10 m/s2。

表7 路堤基床振動(dòng)加速度測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 m/s2

3 結(jié)論

濟(jì)鄭高鐵濮鄭段動(dòng)車組通過路橋過渡段時(shí)，正向動(dòng)變形最大值為0.06 mm，反向動(dòng)變形最大值為0.05 mm，滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值要求。隨著速度級(jí)的增加，路橋過渡段橋臺(tái)端動(dòng)車組正方向行駛時(shí)的動(dòng)變形較之動(dòng)車組反方向行駛時(shí)的數(shù)據(jù)較大，并且呈現(xiàn)較小的增大趨勢(shì)；路基端動(dòng)車組正方向行駛時(shí)的動(dòng)變形較之動(dòng)車組反方向行駛時(shí)的數(shù)據(jù)基本一致，且無明顯變化趨勢(shì)。

濟(jì)鄭高鐵濮鄭段動(dòng)車組通過路堤時(shí)，路堤正向動(dòng)變形最大值為0.12 mm，路堤反向動(dòng)變形最大值為0.10 mm，滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值要求。隨著速度級(jí)的增加，路堤動(dòng)車組正方向行駛時(shí)的動(dòng)變形較之動(dòng)車組反方向行駛時(shí)的數(shù)據(jù)較大，各節(jié)的變化趨勢(shì)不一致，整體上變化不明顯。

濟(jì)鄭高鐵濮鄭段動(dòng)車組通過路橋過渡段及路堤時(shí)，振動(dòng)加速度最大值分別為3.0、3.8 m/s2，滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值要求。隨著速度級(jí)的增加，路橋過渡段及路堤動(dòng)車組正方向行駛時(shí)的振動(dòng)加速度較之動(dòng)車組反方向行駛時(shí)的數(shù)據(jù)較大，且正反向均有增大趨勢(shì)。